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    山东11选五最新开奖:浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    2018年11月13日 09:14 ? 次阅读

    山东11选5走势图 www.iic6.com 随着电子组件功能提升,各种电子产品不断朝向高速化方向发展,然而高性能化、多功能化、可携带化的结果,各式各样的EMC(Electro Magnetic CompaTIbility)问题,却成为设计者挥之不去的梦魇。

    目前EMI(Electro MagneTIc Interference)噪讯对策,大多仰赖设计者长年累积的经验,或是利用仿真分析软件针对框体结构、电子组件,配合国内外要求条件与规范进行分析,换句话说电子产品到了最后评鉴测试阶段,才发现、对策EMI问题,事后反复的检讨、再试作与对策组件的追加,经常变成设计开发时程漫无节制延长,测试费用膨胀的主要原因。

    EMI主要发生源之一亦即印刷电路板(Printed Circuit Board,以下简称为PCB)的设计,自古以来一直受到设计者高度重视,尤其是PCB Layout阶段,若能够将EMI问题列入考虑,通常都可以有效事先抑制噪讯的发生,有鉴于此本文要探讨如何在PCB的Layout阶段,充分应用改善技巧抑制EMI噪讯的强度。

    测试条件

    如图1所示测试场地为室内3m半电波暗室,预定测试频率范围为30MHz~1000MHz的电界强度,依此读取峰值点(Peak Point)当作测试数据(图2)。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    图3是被测基板A的外观,该基板为影像处理系统用电路主机板,动作频率为27MHz与54MHz,电路基板内建CPU、Sub CPU、FRASH,以及SDRAM×5、影像数据/数字转换处理单元、影像输出入单元,此外被测基板符合“VCCI规范等级B”的要求,测试上使用相同的电源基板(Board)与变压器(Adapter)。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    首先针对被测基板A进行下列电路设计变更作业:

    ?CPU的频率线(Clock Line)追加设置EMI噪讯对策用滤波器(Filter),与频率产生器(Clock Generator)( 图4)。

    ?影像输出入单元追加设置Common mode Choke Coil(DLWxxx系列)(图5)

    ?各IC电源输入线的Bypass Condenser与电源之间,追加设置Ferrite Beads(图6)。

    ?追加设置Bypass Condenser,使各IC的所有电源脚架,全部从基板电源层(Plane)通过Bypass Condenser提供电源(图7)。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    各种EMI噪讯对策

    a.EMI噪讯对策用电容

    接着进行EMI测试获得图8的测试结果,根据测试结果再进行噪讯抑制设计作业,在此同时将设计变更的被测基板A的设计数据读入EMI噪讯抑制支持工具,并针对支持工具指出的主要部位,例如频率线、Bus导线Via周围,分散设置EMI噪讯对策用电容(图9),主要原因是信号导线的return路径如果太长或是非连续状态时,EMI噪讯有增大之虞,为了缩短Return路径,因此设置连接电源与接地的电容。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    图10~图13是改变上述电容容量时的EMI噪讯测试结果,根据测试结果显示,依照图14的频率范围设置的大容量EMI噪讯对策用电容DuF,可以抑制低频噪讯Level。虽然设置电容增加PCB的容量负载,不过为了要抑制噪讯,设置在各部位的电容频率特性,却可以发挥预期的EMI噪讯抑制效果。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    实际应用时只要在频率导线、Bus导线等高频导线 图案(Pattern)附近、形成CPU、Return路径的内层面(Plane)的分断附近、形成噪讯出入口的基板侧面附近分散设置EMI噪讯对策用电容,就可以消除该部位周边的噪讯。

    对各式各样基板外形、组件封装、导线的PCB而言,只要以一定间隔设置EMI噪讯对策用电容,同样可以获得分散性的噪讯抑制效果。

    b.改变基板的层结构

    接着针对被测基板A进行层结构改善,制作图15所示6层Built up被测基板B,它是利用“Pad on Via”与“雷射Via”加工技术,将上述被测基板A的外层信号线导线变成内层,使Return电流可能流入接地Plane,外层当作接地Plane包覆所有信号层。

    改变被测基板结构主要理由是一般4层基板的Return路径,通常都设有可以通行电源Plane或是最短距离接地,因此在贯穿部位经常造成Return路径迂回问题,如果信号导线包覆接地Plan e,如此一来大部份的Return路径会流入接地 Plane,进而解决Return路径迂回的困扰,被测基板B就是根据上述构想制成 ,因此Return路径在PCB整体减少30%,同时缩减信号图案与Return路径构成的电流Loop距离,进而达成EMI噪讯抑制的目的。图16是被测基板B的各层结构图。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    图16是被测基板B的EMI噪讯测试结果,根据测试结果显示包含利用外层接地Plane的遮蔽(Field)结构,与回避Return路径迂回的设计确实具有抑制EMI噪讯的效果,不过实际上各式各样的电路基板要作如此的层结构变更,势必面临制作成本暴增的困扰,尤其是所有信号导线都将Return路径列入设计考虑的话,几乎无法作业,因此Layout阶段尽量避免高频信号导线透过Via作布线,同时必需在该信号导线邻近的层设置接地Plane,借此防止Return路径迂回或是分断,接地Plane之间以复数Via连接,Return路径利用复数Via作理想性的归返。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    c.设置多点Grand接地

    Return电流流动时PCB内的接地Plane会产生电位差,该电位差往往是EMI噪讯的发生原因之一,而且可能会通过PCB形成所谓的二次噪讯,因此将接地Plane与金属板作多点连接(图18、图19),使PCB的侧面与中心位置得电位差均匀化,同时降低接地Plane本身的阻抗(Impedance)并抑制电压下降。

    图20是多点接地后的EMI测试结果,由图可知低频领域EMI噪讯强度略为上升,不过200MHz以上时EMI噪讯受到抑制,这意味着多点接地的有效性获得证实。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    d.铺设Shield

    图21是在基板侧面铺设Shield的实际外观,具体方法是在基板侧面粘贴导电胶带,试图借此抑制基板内层信号线、Via与电源Plane的噪讯,接着再与外层接地Plane连接,测试基板侧面的EMI噪讯遮蔽效果,图22是基板侧面铺设Shield的EMI测试结果,根据测试结果显示200MHz以下时EMI噪讯强度有下降趋势,甚至符合规范的Level,证实基板侧面铺设Shield确实可以抑制EMI噪讯。

    实际制作PCB时在基板侧面铺设Shield,同样会面临成本上升的质疑,类似图23在基板侧面附近设置接地Plane与连续性贯穿Via的新结构,除了可是解决成本问题之外,还可以有效抑制基板侧面的EMI噪讯强度;图24是结合以上各种EMI噪讯对策的PCB测试结果。

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    浅谈如何应对印刷电路板的EMI噪讯

    综合以上介绍的EMI噪讯对策,分别如下所示:

    ?设置EMI噪讯对策用电容

    ?回避Return路径迂回的基板层结构设计

    ?设置多点Grand接地

    ?基板侧面包覆Shield

    实际上PCB得EMI噪讯对策会随着组件封装、导线、基板外形、层结构,与筐体限制出现极大差异,因此本文主要是探讨如何在PCB Layout阶段,充分应用EMI噪讯对策手法,根据一连串的对策中找出最符合制作成本,同时又可以满足规范要求的方法。

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    浅析PCB碱性蚀刻常见的问题及解决办法

    按工艺要求进行检查及调整温度、喷淋压力、溶液比重、PH值和氯化铵的含量等工艺参数到工艺规定值。

    发表于 2018-11-05 14:24 ? 160次阅读
    浅析PCB碱性蚀刻常见的问题及解决办法

    珠海正在建设的15个PCB相关项目汇总

    珠海崇达电路技术有限公司电路板建设项目选址于珠海高栏港经济区,总占地面积400亩左右,项目投资25亿...

    发表于 2018-11-05 14:20 ? 845次阅读
    珠海正在建设的15个PCB相关项目汇总

    回流的基本概念,芯片互连引起的回流问题

    如图3.1所示, PCB板上每条导线和其回路构成一个电流环路,根据电磁辐射原理,当突变的电流流过电路...

    发表于 2018-11-05 10:51 ? 355次阅读
    回流的基本概念,芯片互连引起的回流问题

    深南电路位列全球第21_唯一中国内资企业

    根据招股书,在全球前三十大PCB厂商中,深南电路位列全球第21名,是前三十大厂商中唯一的中国内资企业...

    发表于 2018-11-04 10:13 ? 433次阅读
    深南电路位列全球第21_唯一中国内资企业

    崇达技术发布了2018年前3季度业绩报告

    公司此前募投的江门二期小批量项目已经完成95%以上的投资进度并处于产能爬坡阶段,后续将逐步投入江门二...

    发表于 2018-11-04 10:09 ? 529次阅读
    崇达技术发布了2018年前3季度业绩报告

    这才是PCB厂员工的真正待遇

    说起电路板厂,许多人的印象可能还停留在脏乱差、工资低、工作苦的阶段里,但近些年来,国内很多PCB厂进...

    发表于 2018-11-04 09:55 ? 609次阅读
    这才是PCB厂员工的真正待遇

    随着科技的不断进步 对内在的PCB线路板的质量控...

    随着科技的不断进步,人们生活水平的不断提高,智能手机技术、可穿戴电子技术的不断发展,智能化、轻薄化、...

    发表于 2018-11-03 11:45 ? 281次阅读
    随着科技的不断进步 对内在的PCB线路板的质量控...

    SAW滤波器在抗EMI领域获得的应用越来越广泛

    随着科学技术的不断进步和人类生活水平的逐步提高,家电设备、移动式和个人携带式电子设备日益增多,于是各...

    发表于 2018-11-03 11:22 ? 106次阅读
    SAW滤波器在抗EMI领域获得的应用越来越广泛

    PCB是如何制造出来的四层印制板的制作工艺过程

    刷电路板的制作非常复杂, 这里以四层印制板为例感受PCB是如何制造出来的。

    发表于 2018-11-03 10:19 ? 283次阅读
    PCB是如何制造出来的四层印制板的制作工艺过程

    PCB行业寒冬即将来临

    电路板行业货款周期长向来是业者较为头痛的问题,要是再遇上逾期不付款的客户,情况更是糟糕,甚至有些企业...

    发表于 2018-11-03 10:13 ? 617次阅读
    PCB行业寒冬即将来临

    如何提升介质厚度匹准度来满足阻抗设计要求

    基于多层板介质层厚度对阻抗的影响,了解其均匀性分布及掌握其控制方法对阻抗产品阻抗控制至关重要。本文从...

    发表于 2018-11-03 10:13 ? 251次阅读
    如何提升介质厚度匹准度来满足阻抗设计要求

    PCB核心技术开发与产业化项目在重庆启动

    10月20日,“面向大数据通信的网络关键器材PCB核心技术开发及产业化”项目启动仪式在重庆德凯实业股...

    发表于 2018-11-03 10:10 ? 409次阅读
    PCB核心技术开发与产业化项目在重庆启动

    PCB产业这几年发展情况如何景气非常乐观

    TPCA Show开展,TPCA理事长暨嘉联益(6153)总经理吴永辉表示,受惠新兴应用崛起,对今年...

    发表于 2018-11-03 10:08 ? 424次阅读
    PCB产业这几年发展情况如何景气非常乐观
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